Osteoblasty, osteoklasty, osteocyty

Kostné bunky a obnova kostí

Napriek charakteristickej mineralizácii kosť zďaleka nie je mŕtvym tkanivom. Naopak, je to miesto „intenzívnej bunkovej činnosti, a to natoľko, že každý rok sa obnoví asi 10% našej kostnej hmoty prostredníctvom fyziologických mechanizmov novotvorby a resorpcie. To znamená, že:

každých 10 rokov sa kostra úplne obnoví.

To všetko zahŕňa štrukturálne modifikácie detekovateľné iba mikroskopicky a ktoré nezahŕňajú makroskopické zmeny jeho tvaru (prinajmenšom v dospelosti).

Kostné bunky sú didakticky rozdelené do štyroch kategórií: osteocyty, osteoblasty, osteoklasty a ich prekurzory. Od začiatku je dobré mať na pamäti, že:

osteoblasty sú zodpovedné za tvorbu kostnej matrice
osteoklasty sú zodpovedné za rozpad kostnej matrice

Poďme sa teda zamerať na tieto dva typy buniek. Pokiaľ ide o osteoprogenitorové bunky (nazývané tiež preosteoblasty), stačí vedieť, že vedú k vzniku iných typov buniek a že sa vo veľkom množstve nachádzajú v endosteálnom a periostálnom povrchu kosti.

Osteoblasty

Osteoblasty sú bunky, ktoré sa špecializujú na produkciu kostného tkaniva.

Majú globosický alebo polyedrický tvar, monostratifikované; majú tendenciu navzájom sa ukladať, pokrývať malé oblasti kostnej matrice a vytvárať takzvaný mineralizačný front.

Osteoblasty syntetizujú rôzne tkanivové zložky, vláknité aj amorfné, zúčastňujú sa na tvorbe osteoidu a na regulácii jeho mineralizačných procesov.

Osteoid je daný podporou kolagénových vlákien zarovnaných do organickej matrice, na ktorú sú naviazané kryštály hydroxypatitu a ďalšie minerálne zložky. Kolagénové vlákna sú usporiadané podľa preferenčných silových línií tak, aby poskytli kosti vlastnosti odolnosti voči mechanickému namáhaniu.

Okrem kolagénu typu I, ktorý je v extracelulárnych priestoroch zostavený do fibríl a funguje ako podpora mineralizácie, produkujú osteoblasty niektoré proteíny, ako napríklad osteokalcín a osteonektín, ktoré hrajú „podporný účinok v procese ukladania matrice.

Osteoblasty tiež hrajú svoju rolu v počiatočných štádiách resorpčného procesu spracovaním špecifických proteáz a aktivačných faktorov osteoklastov.

Osteoblasty sú bunky mezenchymálneho pôvodu (mezenchým je embryonálne spojivové tkanivo, ktoré v nasledujúcich fázach vývoja vytvára spojivové tkanivo pre dospelých).

Osteoklasty

Osteoklasty sú veľké bunky s priemerom od 20 do 100 mikrónov, vybavené mnohými jadrami, mobilné a špecializované na resorpciu kostného tkaniva.

Vďaka početným mikrovilkám sa osteoklasty prichytia ako prísavky k časti kostnej matrice; sú všeobecne akceptované s malými medzerami známymi ako Howship's. Tu vylučujú proteolytické kyseliny a enzýmy, pričom trávia podporný kolagén aj anorganickú matricu a solubilizujú minerály, ktoré obsahuje.

Resorpcia kostného tkaniva prevádzkovaná osteoklastmi hrá dôležitú úlohu v procese regenerácie a prestavby kostného tkaniva, ale nielen. Tieto bunky sú v skutočnosti dôležité pre reguláciu koncentrácie vápnika a fosforu v sére.

Osteocyty

K vylučovaniu osteoblastov dochádza podľa veľmi presnej orientácie: spočiatku je polarizovaná smerom k už existujúcemu povrchu kosti, ale v pravidelných intervaloch sa otáča aj inými smermi; týmto spôsobom sa osteoblasty od seba vzdialia a zostanú uväznené v mineralizovanej matrici. Keď je „murovaný“, podstatne spomaľuje jeho metabolickú aktivitu a stáva sa z neho osteocyt.

Keď osteoblasty vyčerpajú svoju funkciu, prejdú do stavu pokoja *alebo sa transformujú na menej aktívne bunky nazývané osteocyty, ktoré zostanú uväznené v kalcifikovanej kostnej matrici. Celkovo to bude asi 90% zásob kostných buniek **.

Zdá sa, že funkciou osteocytov je podieľať sa na prestavbe kostí v reakcii na podnety rôzneho druhu. Na podnet kalcitonínu a parathormónu sa tiež podieľajú na regulácii hladín vápnika a fosforu v krvi, pričom kontrolujú aktivitu osteoklastov aj osteoblastov.

(*) Keď je proces tvorby novej kosti vyčerpaný, niektoré osteoblasty prestanú pôsobiť, zmenšia svoje organely a transformujú sa na membránu sploštených buniek (bunky výstelky kostí).

Tieto bunky sú usporiadané tak, aby pokrývali povrch kosti, keď je vo fáze pokoja; pripisuje sa im úloha pri sprostredkovaní výmen medzi krvnými cievami a osteocytmi.

(**) Osteoprogenitorové bunky, osteoblasty a osteocyty sú po sebe idúce funkčné fázy rovnakého bunkového typu. Osteoklasty, naopak, pochádzajú z prekurzorov migrovaných do kostného tkaniva z krvi, takzvaných preosteoklastov, ktoré sa naopak odlišujú od kmeňových buniek krvotvornej kostnej drene.